专业人士和工人易于使用的手持式接触设备仍然是计量和测量的中流砥柱。随着电子技术和无线数据传输的新发展，它们变得更加准确。
精密测量仪器需要根据用途定期重新校准。而高端计量设备如尽管先进的激光扫描仪或精密 CMM 获得了很多关注，但很难想象没有日常工作的手持式接触式计量工具（如卡尺或千分尺）的任何工业环境。 A.A. 的质量经理 Justin Frazzini 就是这么说的。 Jansson（沃特福德，密歇根州），零售商和校准与维修服务提供商，在他的实践中观察。无论应用如何，无论是测量心脏支架还是汽水罐的表面粗糙度，他指出有一个手持设备可以测量它以确保质量。
品种，高端和低端
看看任何目录，你可以看到巨大的各种可用的此类工具。它们的用途也多种多样，从单独的抽查到用于统计过程控制或 SPC 的整个系统。计量手动工具对加工中心的操作员尤其有用。 “我们经常看到，在有加工中心的地方，他们有一个手动工具站，上面装有高度规、卡尺和千分尺，用于快速检查，”他解释说。在光谱的另一端，Frazzini 提到 A.A. Jansson 还出售了一些完整的过程制造控制系统。今天的数字手持工具可以选择无线连接到 SPC 的中央数据中心。 “如今的无线传输系统已经改进，发送数据的范围更广，因此您需要的路由器更少，”他解释说。
这种多样化的用途和效用城市已将市场分为两个不同的类别。 “有非常昂贵、准确的手动工具，还有一些不太准确的工具，我称之为‘扔掉’，”他解释道。高端需要保养和定期翻新和校准。低端的，没那么多。 “它们非常便宜，您可以将它们扔掉，因为成本相对较低，”他说。
即使对于更昂贵的型号，磨损的量具也会产生糟糕的结果。 “我们总是建议每年重新校准，但这实际上取决于使用频率，”他说。他在他的公司提供的校准服务中看到的一个重要趋势是，他的公司更多地参与现场服务，前往工厂并在那里校准工具，而不是将它们从工厂来回运送到 Jansson。 “这对客户来说更容易，”他解释道。一个 Jansson 专业人士与公司的所有大师rs 和设备将在一天内重新校准客户供应的卡尺、千分尺和其他手动工具。 “这对公司来说更便宜，因为管理费用更少而且速度更快，他们不必用运输标签和认证报告来愚弄，”他解释说。
使用 Snaps 和 Air 更快
这款来自 Mitutoyo 的高精度千分尺能够进行 0.1 μm 的分辨率测量，显示出手持式工具越来越精确的趋势。Mahr Federal 精密量具总监 George Schuetz ( Providence, RI) 描述了他的公司提供的手持式量具的组合如何随着工业公差的增加而发生变化。 “当然，卡尺和千分尺是迄今为止销量最大的手动工具，主要是因为它们用途广泛能力，”他说。当公差规格大于 0.05 毫米左右时，这些非常有用。 “您会在进货检验处或通用加工中心附近看到那些公差不太严格的公司，但他们必须执行许多不同的检查，”他说。
当需要测量更严格的公差时，其他需要手持选项。精度的下一个类别是固定变量量具。 “当你开始测量 0.025 毫米或更小的尺寸时，我们就进入了一个比较型测量的世界，”他说。操作员将比较量规设置为特定尺寸，通常是通过对照标准进行测量。然后他们将它与零件进行比较，看看它大了多少或小了多少。通常，可以直接在读数上使用通过/不通过设置选项。 “这些类型的量具更易于使用，因为它们是固定在一维空间中的。操作员对它的影响很小，而且它们使用起来更快，使它们成为你seful in high-volume production or near a machine tool where you are pumping out a lot of parts,”他说。
对于更严格的公差和更高的速度，空气测量是正确的选择，根据许茨。这些手持设备测量线性尺寸，并被制成特定尺寸，比如两英寸。他指出，它们最易于使用且最准确，公司的 Dimensionair 系统的测量分辨率低至 0.2 μm。对于 OD 量具，卡规遵循类似的理念，但测量圆柱形部件。根据 Schuetz 的说法，机械卡扣是通用的中等公差解决方案，然后使用空气卡扣可以检查关键的外径。
久经考验的准确性
技术升级在 Mitutoyo 广泛的计量手动工具系列中，意味着更准确、更易于使用的工具。 “我们的小型手动工具仍然是我们业务的主要部分，”Pat Harkne 说ss，Mitutoyo America（伊利诺伊州奥罗拉）分销产品的全国销售经理，说明了设备的实用性。简单工具需要更高的准确性。 “作为精度更高的一个例子，我们的新型 MDH 手持式千分尺测量分辨率为 0.1 μm。”说明手持设备的可能性，该设备现在非常敏感，需要考虑操作员手的热量。 Mitutoyo 包括一个隔热罩，以在执行手持测量时最大限度地减少框架的热膨胀误差。
Mitutoyo 的 MeasurLink 软件可帮助操作员在众多可用工具中选择合适的测量工具。“令人惊讶的是，今天有多少人需要看到那种准确度，如果你愿意的话，就是最后一位数字。我们一个卖得相当好，”哈克尼斯说。他观察了 MDH 的广泛应用，从在线生产使用到内部校准实验室。他说：“我认为未来你会看到越来越多的精度提高，因为规格越来越严格。”随着生产率的提高，进行更快测量的需求也随之增加。 Mitutoyo 对此做出了一些简单的解决方案。他指出，例如，他们的 QuantuMike 系列千分尺使操作员移动顶针的速度比其他千分尺快四倍。 “一天要进行大量检查的人可能需要快一点，这对他有帮助，”他说。无线数据传输
保持专注于速度方面，Mitutoyo 还提供无线数据传输系统，用于数据支持SPC。 “我们的数字工具有一个数据传输选项，使用我们的 U-Wave 系统和我们自己的 Digimatic 协议，”Harkness 解释说。每个接收器可以从最远 70' [21.3 m] 的距离传输多达 100 个量具的数据，使其成为大型商店进行统计过程控制的理想选择。 “这比蓝牙等标准协议的距离要远，”他说。
为了让车间人员更轻松，该公司的 MeasurLink 软件通过指导车间人员使用哪种设备来减少错误以及如何进行测量。可能进行测量的设备数量可能非常多，包括卡尺、千分尺、指示器、卡规、内径规、内径千分尺、深度规等等。这可能会给运营商带来太多选择。使用工件的 CAD 模型，质量专业人员设置一个易于阅读和解释的程序，提供有关如何进行测量和使用哪种工具的说明。 “它实际上会指示操作员抓住某些工具，并且它减少了现场的大量错误，”Harkness 说。
Mahr Federal 也在响应这一重要趋势。 “我们将无线数据传输直接集成到我们的数字指示器和卡尺中，以便更轻松地收集数据。然后，我们使用一个非常便宜的接收器将数据直接输入计算机，从而以几乎与有线系统相同的成本提供无线解决方案，”Mahr 的 Schuetz 说。这消除了用于无线传输的特殊电缆或笨重的附加单元。他们的 MarConnect Integrated Wireless 产品是笔记本电脑的插件设备，最多可连接八个测量设备以进行安全下载或更简单地通过广告丁便宜的接收器。 Schuetz 解释说，它不是蓝牙系统，而是类似于无线医疗设备中使用的技术。 “它提供安全可靠的数据传输和较长的电池寿命，”他说。
“我们看到对这种 [无线数字数据传输] 的需求越来越大，” Hexagon 的 Tesa 品牌（北金斯敦，罗德岛）。 “目前，该技术主要由那些喜欢尝试令人兴奋的新产品的客户进行测试，因此使用该技术的客户比例很小。”然而，他指出人们对无线传输计量数据非常感兴趣。 “很明显，这项技术将很快成为主流，”他说。
据 Kirtlink 称，2012 年，Tesa 推出了一款新的 TWIN-CAL 数显卡尺，该工具内置了无线连接功能。这些卡尺包含只需连接 TLC-TWIN 发射器/接收器即可添加无线数据输出所需的技术。 “这个小帽子可以在几秒钟内安装好。这使得以实用的方式传输测量数据变得简单、经济且高效。”他还提到，带有数字显示的工具是手动工具中增长最快的趋势。 “除了易于使用之外，它们还耐用、准确且可靠，”他说。
延长使用寿命和权衡取舍
随着高端手动工具技术的进步，因此不要担心小型化，尤其是电池寿命。 L.S. 高级技术部门总经理 Jeff Wilkinson 解释说：“手持电子设备必须非常低功耗并使用紧凑型电池，即使它们需要更复杂才能提供更多功能。”斯塔雷特。他还是精密手动工具的研发总监。 “我们的客户不会容忍电池寿命短或需要不断充电——就像您的手机一样。”
Wilkinson 还强调，先进的手动工具通常为过程测量提供极具成本竞争力的解决方案。 “设置用于自动测量的 CMM 需要时间，而质量专家发现您通常可以使用一套低成本的手动工具做更多事情，”他说。技术进步也可以提供其他优势，也许使用微型嵌入式传感器来确定测量面上的方向或压力，以帮助实现使用的一致性。在未来寻找这个。
使用相关、及时的数据变得越来越重要，这就是为什么海克斯康的 Tesa 品牌认为让无线数据传输成为实用的主流很重要他们工具中的选项。Wilkinson 相信 tec由于用户市场的发展，即使在手动工具方面的技术进步也很重要。威尔金森很快指出，施泰力与其他供应商一样，同时提供电子和机械设备。 “我们的游标仪准确、坚固且可靠，而且它们没有需要更换的电池，”他说。 “但员工期望看到越来越多的数字读数。公司正在使用这些工具来支持 6 sigma 和其他需要数据的程序，并且以电子方式移动数据也变得越来越重要，”他解释说。
为了帮助客户网络测量工具，Starrett 提供了 DataSure 系统用于无线数据传输。 “客户可以直接连接到他们的 SPC 应用程序或通过网络，”Wilkinson 说。 “它被设计为在工业环境中具有灵活性。”他强调，这些使用公司专有的安全传输协议。 DataSure 系统具有独立的与在工具本身中集成无线设备的其他解决方案相比，通过电缆连接到计量设备输出连接器的终端节点。电池寿命长是 Wilkinson 关注的主要问题。 “我们在 DataSure 装置中使用单独的电池，我们定制嵌入式无线电以使用极低的功率，以至于我们可以用一块电池进行 500 万次测量，”他说。
Dave Wood ，Fowler High Precision（马萨诸塞州牛顿）的技术总监，还讨论了配备直接内置于设备中的蓝牙兼容性的工具的新可用性。 “这包括卡尺、千分尺、指示器、孔径计和测斜仪，”他解释道。 “有很多人在收集这些东西的数据，而将电线连接到你的仪器是一个障碍。因此，拥有一个不用担心被电缆绊倒和将工具拖离桌面的无线环境很有吸引力，“ 他说。 “市场对我们的这些产品反响很好。”
他指出，使用蓝牙等商业标准可以让它们与便携式设备（如当今的智能手机）进行通信。 “所以有人可以在地板上四处走动并收集数据，而不必拴在工具上。这种可移植性加快了速度，因为您可以将 SPC 流程带到工具中，而不是将数据带到 QC 区域或某个中央位置，”他补充道。
定制和保养
还有对定制手动工具、特殊用途的特殊设备的需求。 Fowler 最受欢迎的产品之一是 Fowler-Bowers 三点内径计。 “我们做了很多特殊应用，其中的砧座是定制的，以适应客户的特定功能，”他说。依靠弹簧压力确保与测量表面的一致接触意味着它们既快速又可重复，根据木头。通常，用户会根据标准环检查它们，标准环通常与量规一起出售。
从长远来看，这些熟悉的设备似乎不太可能有真正的高科技替代品在工厂和车间。 “要取代金属对金属的测量真的很难，”Wood 说，尤其是对于孔径计，但对于大多数这些设备来说，这种说法是正确的。如果处理得当，它们可以持续数十年。 “我们总是有人打电话给 [我们的维修部门] 寻找一些 25 年历史的卡钳的组件或电池盖，从那以后他们一直在定期使用这些卡钳，但它最终只是丢失了一个零件或自行放弃了，“ 他说。大多数量具的死因是虐待，尤其是来自新用户的虐待。保持清洁，保持校准，找到一种一致的使用方式，可靠、简单的测量是您的。
本文首次发表于 2015 年 8 月版的 M制造工程杂志。
